JP2001048566A - Manufacturing method of optical fiber preform - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モードフィールド径の大きい分散シフト光フ
ァイバ用母材の製造方法を提供する。
【解決手段】 屈折率分布が、屈折率の高い順にセンタ
ーコア1、サイドコア2、クラッド3となっている光フ
ァイバにおいて、センターコア1となるべきガラス微粒
子層には、SiO2 の他に屈折率を高めるドーパントを
ドープし、サイドコア2となるべきガラス微粒子層は実
質的にSiO2 のみとなるように多孔質ガラス母材をV
AD法により合成し、次いで、少なくとも脱水処理また
は焼結処理の少なくとも一方を、屈折率を高めるドーパ
ントを含有する雰囲気中で行い、その後、その外側にク
ラッド3となるべきガラス微粒子層を形成する。
(57) [Problem] To provide a method for manufacturing a base material for a dispersion-shifted optical fiber having a large mode field diameter. SOLUTION: In an optical fiber in which a refractive index distribution is a center core 1, a side core 2, and a clad 3 in the descending order of the refractive index, a glass fine particle layer to be the center core 1 has a refractive index other than SiO 2. And the porous glass base material is made of V so that the glass fine particle layer to be the side core 2 is substantially only SiO 2.
Synthesis is performed by the AD method, and then at least one of the dehydration treatment and the sintering treatment is performed in an atmosphere containing a dopant for increasing the refractive index, and thereafter, a glass fine particle layer to be the clad 3 is formed outside thereof.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ母材の
製造方法に関し、特にモードフィールド径の大きな光フ
ァイバを得るための光ファイバ母材の製造方法に関す
る。The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber preform, and more particularly to a method for manufacturing an optical fiber preform for obtaining an optical fiber having a large mode field diameter.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ファイバ母材の製造方法として、VA
D法を用いた製造方法が広く使用されている。この製造
方法は、火炎中で原料ガス(SiCl4 とGeCl4 )
を加水分解反応させ、円柱状の多孔質ガラス母材を軸方
向に成長させる。その後、この多孔質ガラス母材をヘリ
ウムガスなどの雰囲気中で加熱して、脱水処理および透
明焼結化処理を行い、光ファイバ母材とする。2. Description of the Related Art As a method of manufacturing an optical fiber preform, VA is used.
A manufacturing method using the D method is widely used. This manufacturing method uses a raw material gas (SiCl 4 and GeCl 4 ) in a flame.
Is subjected to a hydrolysis reaction to grow a cylindrical porous glass base material in the axial direction. Thereafter, the porous glass preform is heated in an atmosphere of helium gas or the like to perform a dehydration process and a transparent sintering process, thereby obtaining an optical fiber preform.
【0003】ところで、長距離大容量通信に適した分散
シフト光ファイバは、石英系光ファイバの損失が最低で
ある1.55μm付近の波長で低分散(例えば±5ps/n
m/km以内)になるようにするために、例えば図1に示す
ように、屈折率が相対的に高いセンターコア1と屈折率
が相対的に低いサイドコア2からなる階段状の屈折率分
布形状を有する。そうして、センターコア1とサイドコ
ア2の屈折率をそれぞれクラッド3よりも1%程度およ
び0.2%程度高くしている。この分散シフト光ファイ
バ用の母材は、SiO2 を主成分として構成されてい
る。以下にその製造工程の一例を説明する。先ず、屈折
率を高めるドーパントとして、例えばGeをドーピング
したセンターコアとなるべきガラス微粒子層と、Geを
ドーピングしたサイドコアとなるべきガラス微粒子層と
からなる多孔質ガラス母材を形成し、この多孔質ガラス
母材を脱水処理および透明焼結化処理した後、その外側
にノンドープのクラッドとなるべきガラス微粒子層を成
長させ、脱水処理および透明焼結化処理をして製造して
いる。A dispersion-shifted optical fiber suitable for long-distance large-capacity communication has a low dispersion (for example, ± 5 ps / n) at a wavelength around 1.55 μm where the loss of a silica-based optical fiber is the lowest.
m / km), for example, as shown in FIG. 1, a step-like refractive index distribution shape composed of a center core 1 having a relatively high refractive index and a side core 2 having a relatively low refractive index. Having. Thus, the refractive indices of the center core 1 and the side cores 2 are higher by about 1% and 0.2% than the cladding 3, respectively. The base material for the dispersion-shifted optical fiber is mainly composed of SiO 2 . Hereinafter, an example of the manufacturing process will be described. First, as a dopant for increasing the refractive index, for example, a porous glass base material composed of a glass fine particle layer to be a Ge-doped center core and a glass fine particle layer to be a Ge-doped side core is formed. After the glass base material is subjected to a dehydration treatment and a transparent sintering treatment, a non-doped glass fine particle layer to be a clad is grown on the outside thereof, and the glass base material is subjected to a dehydration treatment and a transparent sintering treatment.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、階段状の屈
折率分布形状を有する分散シフト光ファイバにおいて
は、非線形現象の発生を抑制するため、モードフィール
ド径を大きくする必要があり、そのためには、サイドコ
ア径/センターコア径の比(図1において、D2 /
D1 )を大きくしなければならないという事情がある。
しかしながら、多孔質ガラス母材の状態におけるサイド
コアとなるべきガラス微粒子層にGeをドーピングする
と、ガラス微粒子層が軟化する傾向にある。これは、G
eをドーピングすることにより、ガラス微粒子同士の結
合が弱くなることが原因であると推測される。このた
め、サイドコア径/センターコア径の比を大きくするた
めに、サイドコアとなるべきガラス微粒子層を厚くする
と、VAD合成工程においてサイドコアとなるべきガラ
ス微粒子層にクラックが入るという問題があった。In a dispersion-shifted optical fiber having a step-like refractive index distribution, it is necessary to increase the mode field diameter in order to suppress the occurrence of a nonlinear phenomenon. The ratio of the side core diameter / center core diameter (in FIG. 1, D 2 /
D 1 ) must be increased.
However, when Ge is doped into the glass fine particle layer to be the side core in the state of the porous glass base material, the glass fine particle layer tends to be softened. This is G
It is presumed that doping with e weakens the bonding between the glass particles. For this reason, when the glass fine particle layer to be the side core is made thick to increase the ratio of the side core diameter / center core diameter, there is a problem that the glass fine particle layer to be the side core is cracked in the VAD synthesis step.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、屈折率が相対的に高いセンタ
ーコアとなるべきガラス微粒子層と屈折率が相対的に低
いサイドコアとなるべきガラス微粒子層を有する多孔質
ガラス母材をVAD法により合成し、次いで前記多孔質
ガラス母材を脱水処理および焼結処理した後、その外側
に前記センターコアの屈折率および前記サイドコアの屈
折率より低い屈折率を有するクラッドとなるべきガラス
微粒子層を形成する光ファイバ母材の製造方法におい
て、センターコアとなるべきガラス微粒子層には、Si
O2 の他に屈折率を高めるドーパントをドープし、サイ
ドコアとなるべきガラス微粒子層は、実質的にSiO2
のみとなるように多孔質ガラス母材をVAD法により合
成し、次いで、少なくとも脱水処理または焼結処理の少
なくとも一方を、屈折率を高めるドーパントを含有する
雰囲気中で行い、その後、その外側にクラッドとなるべ
きガラス微粒子層を形成することを特徴とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has a glass fine particle layer to be a center core having a relatively high refractive index and a side core having a relatively low refractive index. A porous glass base material having a glass fine particle layer to be synthesized is synthesized by a VAD method, and then the porous glass base material is subjected to dehydration treatment and sintering treatment. In the method for manufacturing an optical fiber preform for forming a glass fine particle layer to be a clad having a lower refractive index, the glass fine particle layer to be a center core includes Si.
The glass fine particle layer which is doped with a dopant for raising the refractive index in addition to O 2 and which is to be a side core is substantially made of SiO 2
The porous glass base material is synthesized by the VAD method so that only a dehydration process or a sintering process is performed in an atmosphere containing a dopant that increases the refractive index. It is characterized in that a glass fine particle layer to be formed is formed.
【0006】本発明は鋭意実験的に検討した結果、到達
したものである。即ち、上述のように、サイドコアとな
るべきガラス微粒子層にドーパントをドープせずに多孔
質ガラス母材を成長させると、サイドコアとなるべきガ
ラス微粒子層が軟化することがないため、サイドコアと
なるべきガラス微粒子層の径を大きくしてもVAD法に
より合成する際にサイドコアとなるべきガラス微粒子層
にクラックが入るのを防ぐことができる。また、脱水処
理または焼結処理を、屈折率を高めるドーパントを含有
する雰囲気中で行うと、サイドコアとなるべきガラス微
粒子層の屈折率を高めることができる。従って、本発明
の方法によれば、サイドコア径/センターコア径の比を
大きくした(従って、モードフィールド径の大きい)分
散シフト光ファイバ用の母材を製造することができる。The present invention has been accomplished as a result of intensive experimentation. That is, as described above, when the porous glass base material is grown without doping the dopant into the glass fine particle layer to be the side core, the glass fine particle layer to be the side core does not soften, and therefore, the glass core layer to be the side core should be formed. Even when the diameter of the glass fine particle layer is increased, it is possible to prevent cracks from entering the glass fine particle layer which is to be a side core when synthesizing by the VAD method. Further, when the dehydration treatment or the sintering treatment is performed in an atmosphere containing a dopant for increasing the refractive index, the refractive index of the glass fine particle layer to be a side core can be increased. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to manufacture a preform for a dispersion-shifted optical fiber in which the ratio of the side core diameter / center core diameter is increased (therefore, the mode field diameter is large).
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる光ファイバ
母材の製造方法の一実施形態について説明する。その製
造方法の工程は以下の通りである。即ち、 1)先ず、GeO2 (ガラスの屈折率を高めるドーパン
ト)とSiO2 とからなるセンターコアとなるべきガラ
ス微粒子層と、実質的にSiO2 のみからなるサイドコ
アとなるべきガラス微粒子層からなる多孔質ガラス母材
をVAD法により合成する。 2)上記多孔質ガラス母材を抵抗加熱炉に囲まれた石英
製炉心管に挿入し、ヘリウムと酸素、塩化チオニール
(ガラスの屈折率を高めるドーパント)の混合雰囲気中
で1100〜1300℃に加熱して脱水処理を行う。 3)次いで、ヘリウムと塩化チオニールの混合雰囲気中
で1400〜1600℃に加熱することにより、焼結処
理を行う。 4)その後、クラッドとなるべきガラス微粒子層を外付
け法により合成し、再度、脱水処理および透明焼結化処
理を行う。なお、このときのクラッドに対するセンター
コアとサイドコアの比屈折率差は、それぞれ0.5〜
1.0%、0.2〜0.4%となるようにした。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the method for manufacturing an optical fiber preform according to the present invention will be described below. The steps of the manufacturing method are as follows. 1) First, a glass fine particle layer to be a center core made of GeO 2 (dopant for increasing the refractive index of glass) and SiO 2, and a glass fine particle layer to be a side core made of substantially only SiO 2. A porous glass base material is synthesized by a VAD method. 2) Insert the porous glass base material into a quartz furnace tube surrounded by a resistance heating furnace, and heat to 1100 to 1300 ° C in a mixed atmosphere of helium, oxygen, and thionyl chloride (a dopant that increases the refractive index of glass). To perform a dehydration treatment. 3) Next, sintering is performed by heating to 1400 to 1600 ° C. in a mixed atmosphere of helium and thionyl chloride. 4) Thereafter, a glass fine particle layer to be a clad is synthesized by an external method, and dehydration processing and transparent sintering processing are performed again. In this case, the relative refractive index difference between the center core and the side core with respect to the clad is 0.5 to
1.0% and 0.2 to 0.4%.
【0008】このようにして製造された光ファイバ母材
からは、センターコア径3μm、サイドコア径18μ
m、従って、サイドコア径/センターコア径が6の分散
シフト光ファイバが得られ、そのモードフィールド径は
9.5μmであった。因みに、従来の製造方法で製造さ
れた光ファイバ母材から得られた光ファイバは、センタ
ーコア径3μmに対して、クラックを生じない最大のサ
イドコア径は13.5μm、従って、サイドコア径/セ
ンターコア径は最大で4.5であった。この最大のサイ
ドコア径/センターコア径を有する分散シフト光ファイ
バのモードフィールド径は8.5μmであった。上述の
ように、本実施形態の製造方法による光ファイバ母材を
用いると、従来の製造方法で製造された光ファイバ母材
から得られた分散シフト光ファイバよりも大きいモード
フィールド径の分散シフト光ファイバを製造することが
できる。なお、脱水処理または焼結処理の際に屈折率を
高めるドーパントとして塩化チオニールを用いたが、本
発明と同様の効果を発揮することができる物質であれ
ば、その種類は問わない。From the optical fiber preform thus manufactured, a center core diameter of 3 μm and a side core diameter of 18 μm were obtained.
m, and thus a dispersion-shifted optical fiber having a side core diameter / center core diameter of 6 was obtained, and its mode field diameter was 9.5 μm. Incidentally, the optical fiber obtained from the optical fiber preform manufactured by the conventional manufacturing method has a center core diameter of 3 μm and a maximum side core diameter that does not cause cracks of 13.5 μm. The diameter was at most 4.5. The mode field diameter of the dispersion shifted optical fiber having the maximum side core diameter / center core diameter was 8.5 μm. As described above, when the optical fiber preform according to the manufacturing method of the present embodiment is used, the dispersion-shifted light having a mode field diameter larger than the dispersion-shifted optical fiber obtained from the optical fiber preform manufactured by the conventional manufacturing method. Fiber can be manufactured. Although thionyl chloride was used as a dopant for increasing the refractive index during the dehydration treatment or the sintering treatment, any type of substance can be used as long as it can exert the same effect as the present invention.
【0009】[0009]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ードフィールド径の大きい分散シフト光ファイバ用の母
材を製造することができるという優れた効果がある。As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that a preform for a dispersion-shifted optical fiber having a large mode field diameter can be manufactured.
【図1】分散シフト光ファイバの屈折率分布形状の説明
図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a refractive index distribution shape of a dispersion-shifted optical fiber.
1 センターコア 2 サイドコア 3 クラッド 1 Center core 2 Side core 3 Clad
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H050 AA01 AB04X AB05X AC28 AD00 4G021 CA11 EA01 EB01 EB13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H050 AA01 AB04X AB05X AC28 AD00 4G021 CA11 EA01 EB01 EB13
Claims (1)
るべきガラス微粒子層と屈折率が相対的に低いサイドコ
アとなるべきガラス微粒子層を有する多孔質ガラス母材
をVAD法により合成し、次いで前記多孔質ガラス母材
を脱水処理および焼結処理した後、その外側に前記セン
ターコアの屈折率および前記サイドコアの屈折率より低
い屈折率を有するクラッドとなるべきガラス微粒子層を
形成する光ファイバ母材の製造方法において、センター
コアとなるべきガラス微粒子層には、SiO2 の他に屈
折率を高めるドーパントをドープし、サイドコアとなる
べきガラス微粒子層は、実質的にSiO 2 のみとなるよ
うに多孔質ガラス母材をVAD法により合成し、次い
で、少なくとも脱水処理または焼結処理の少なくとも一
方を、屈折率を高めるドーパントを含有する雰囲気中で
行い、その後、その外側にクラッドとなるべきガラス微
粒子層を形成することを特徴とする光ファイバ母材の製
造方法。1. A center core having a relatively high refractive index.
Glass layer and the refractive index
Porous glass base material with glass fine particle layer to be formed
Is synthesized by the VAD method, and then the porous glass base material is synthesized.
After dehydration and sintering,
Lower than the refractive index of the core and the side core.
Glass particle layer to be a clad with high refractive index
In the method for manufacturing an optical fiber preform to be formed,
The glass fine particle layer to be the core is made of SiOTwoBesides
Doped with dopants that increase the folding ratio to become side cores
The glass fine particle layer to be formed is substantially SiO 2 TwoOnly
The porous glass base material is synthesized by the VAD method
At least one of dehydration treatment or sintering treatment
In an atmosphere containing a dopant that increases the refractive index.
After that, the glass fines to be clad
Production of an optical fiber preform characterized by forming a particle layer
Construction method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11223946A JP2001048566A (en) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | Manufacturing method of optical fiber preform |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11223946A JP2001048566A (en) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | Manufacturing method of optical fiber preform |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001048566A true JP2001048566A (en) | 2001-02-20 |
Family
ID=16806189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11223946A Pending JP2001048566A (en) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | Manufacturing method of optical fiber preform |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001048566A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003524798A (en) * | 1999-09-29 | 2003-08-19 | コーニング・インコーポレーテッド | Low dispersion gradient waveguide fiber |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP11223946A patent/JP2001048566A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003524798A (en) * | 1999-09-29 | 2003-08-19 | コーニング・インコーポレーテッド | Low dispersion gradient waveguide fiber |
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